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Interferencias cuánticas y efecto Aharonov-Bohm

Estos sorprendentes efectos desempeñan un importante papel en la teoría de las interacciones electromagnéticas, en la física del estado sólido y, posiblemente, en el desarrollo de nuevos dispositivos microelectrónicos.

Aunque la teoría cuántica tendrá pronto un siglo de vida, su capacidad para proporcionar nuevos conocimientos acerca de la naturaleza de la materia se ha mantenido inagotada. Una de las sorpresas aportadas por esta teoría tiene su origen en un ensayo llevado a cabo por Yakir Aharonov y David Bohm, en 1959. De acuerdo con su propia indicación, imaginemos un imán apantallado, de suerte que no pueda ejercer fuerza alguna sobre otro imán situado en sus proximidades. En otras palabras, no se podría detectar ninguna manifestación convencional del campo originado por el imán apantallado. En estas condiciones, Aharonov y Bohm predijeron que, si un haz de electrones pasara cerca de dicho imán apantallado, la fase de la función de ondas de los electrones cambiaría. (En el marco de la teoría cuántica, un electrón se puede describir en ocasiones como una onda y en ocasiones como una partícula.)

¿Cómo explicar el cambio de fase de la función de ondas de los electrones? Aharonov y Bohm predijeron que este efecto debíase a una entidad física más fundamental que los campos eléctricos y magnéticos: un potencial, una magnitud cuyo cambio en el espacio y en el tiempo proporciona los campos eléctricos y magnéticos. Tres décadas más tarde, el efecto Aharonov-Bohm ha recibido confirmación concluyente en distintos experimentos realizados con electrones que se movían en el vacío; en los últimos cuatro años, este efecto se ha observado también en pequeños cables conductores a bajas temperaturas.

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